(57)【要約】【課題】蓄電器から電源電力を供給する電動アクチュエータを備えた運動補助装置において、運動補助装置の動作中に蓄電器の残存エネルギーが枯渇するのを適切に防止する。【解決手段】蓄電器１９の残存エネルギー量を示す第１指標値を計測する第１指標値計測手段６５と、少なくとも第１指標値計測手段６５により計測された第１指標値に応じて、第１指標値の計測時点以後における電動アクチュエータ９の動力を調整する動力調整手段６３，６４とを備える。動力調整手段６３，６４は、運動補助装置Ａの目標稼動時間の終了時点までの蓄電器１９の残存エネルギー量が所定の下限値以上に保たれるように、電動アクチュエータ９の動力を調整する。【選択図】図６
2010124934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の運動を補助する補助力を該利用者に伝達可能に該利用者の所定の部位に接触される補助力伝達部と、電動アクチュエータと、該電動アクチュエータの電源としての蓄電器とを備え、前記電動アクチュエータの動力によって前記補助力伝達部に前記補助力を発生させる運動補助装置において、
前記蓄電器の残存エネルギー量を示す第１指標値を計測する第１指標値計測手段と、
少なくとも該第１指標値計測手段により計測された第１指標値に応じて、該第１指標値の計測時点以後における前記電動アクチュエータの動力を調整する動力調整手段とを備えることを特徴とする運動補助装置。
【請求項２】
請求項１記載の運動補助装置において、
前記動力調整手段には、運動補助装置の動作開始時からの目標稼動時間を規定するデータがあらかじめ設定されており、
該動力調整手段は、前記第１指標値の計測時点から目標稼動時間の終了時点までの蓄電器の残存エネルギー量が所定の下限値以上に保たれるように、前記計測された第１指標値と、該第１指標値の計測時点から前記目標稼動時間の終了時点までの時間である残存稼動時間とに応じて該第１指標値の計測時点以後における前記電動アクチュエータの動力を調整することを特徴とする運動補助装置。
【請求項３】
請求項２記載の運動補助装置において、
前記第１指標値計測手段は、運動補助装置の動作開始後、前記第１指標値を逐次計測する手段であり、
前記動力調整手段は、前記計測された第１指標値の時系列に基づき、該第１指標値の時系列のうちの最新の第１指標値の計測時点以後に予測される蓄電器の残存エネルギー量の経時的変化形態を示す第２指標値を算出する第２指標値算出手段と、前記最新の第１指標値と該最新の第１指標値の計測時点からの前記残存稼動時間とに基づき、前記目標稼動時間の終了時点での蓄電器の残存エネルギー量を前記所定の下限値に一致させるために要求される前記第２指標値の目標値である目標第２指標値を決定する目標第２指標値決定手段とを備え、少なくとも、前記第２指標値算出手段により算出された第２指標値から予測される前記目標稼動時間の終了時点での蓄電器の残存エネルギー量が前記所定の下限値よりも小さくなる場合に、前記第２指標値算出手段により算出される第２指標値を前記目標第２指標値決定手段により決定された目標第２指標値に近づけるように前記電動アクチュエータの動力を調整することを特徴とする運動補助装置。
【請求項４】
請求項３記載の運動補助装置において、
前記動力調整手段は、前記決定された目標第２指標値と前記算出された第２指標値との偏差に応じて、該偏差を“０”に近づけるようにフィードバック制御則により前記電動アクチュエータの動力調整用の操作量を決定する動力調整操作量決定手段をさらに備え、前記補助力伝達部で発生する前記補助力が所定の上限値以下に収まるように前記電動アクチュエータの動力を制限しつつ、前記操作量に応じて前記電動アクチュエータの動力を調整することを特徴とする運動補助装置。
【請求項５】
請求項４記載の運動補助装置において、
前記フィードバック制御則は、前記操作量の構成要素として前記偏差の積分項を有するフィードバック制御則であり、前記動力調整手段は、前記電動アクチュエータの動力の制限状態が、その制限によって前記補助力伝達部で発生する前記補助力が所定の上限値となる制限状態である場合に、前記動力調整操作量決定手段による前記積分項の値の更新を停止させることを特徴とする運動補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、利用者（人）の運動を補助する運動補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の運動補助装置としては、例えば特許文献１に見られるものが本願出願人により提案されている。この運動補助装置は、利用者の歩行時等に、利用者の体重の一部を支える補助力（上向きの並進力）を利用者の体幹部に付与することで、利用者の脚の負担（脚により支えるべき重量）を軽減し、これにより利用者の脚の運動を補助するものである。
【０００３】
より詳しくは、この運動補助装置は、利用者が跨ぐように着座する着座部と、利用者の脚の足平に装着する足平装着部と、この足平装着部を着座部に連結する脚リンクとを備える。脚リンクは、着座部に第１関節を介して連結された大腿フレームと、この大腿フレームに第２関節を介して連結された下腿フレームと、この下腿フレームに足平装着部を連結する第３関節とを有し、第２関節で屈伸自在とされている。また、この運動補助装置には電動モータが搭載され、この電動モータの動力を動力伝達機構を介して脚リンクの第２関節に伝達するようにしている。そして、電動モータの動力によって脚リンク（足平装着部が接地している脚リンク）の伸展方向に第２関節を駆動することにより、該脚リンクから着座部を介して利用者の体幹部に補助力（上向きの並進力）を付与するようにしている。この場合、電動モータの動力は、脚リンクに床側から作用する支持力が所要の目標値になるようにフィードバック制御される。また、該支持力の目標値は、着座部から利用者に作用する補助力の大きさが所定値になるように決定された所定値、あるいは、この値に、脚リンクの姿勢の復元力を付加した値に設定される。
【特許文献１】特開２００７−５４６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に見られる如き運動補助装置では、電動モータ等の電源電力を、商用電源などの外部電源から電源コードを介して運動補助装置に供給するようにすると、運動補助装置を装備した利用者の移動範囲が狭い範囲に限定されてしまう。また、電源コードが、利用者の運動の妨げとなり易い。従って、この種の運動補助装置では、バッテリ等の蓄電器を搭載し、この蓄電器から電動モータ等に電源電力を供給することが好ましい。
【０００５】
一方、特許文献１に見られる如き運動補助装置は、脚力が弱った人等の歩行補助用もしくは訓練用の補助具として利用できることはもちろん、例えば、工場等の作業現場での作業者の作業負担の軽減用の補助具としても利用できる。そして、これらの種々様々な利用形態において、運動補助装置の連続的な利用時間が短時間で済むとは限らず、比較的長い所定時間（例えばあらかじめ定められた作業開始時刻から作業終了時刻もしくは休憩時刻までの時間等）において連続的に運動補助装置を動作させることが要求される場合も多々ある。
【０００６】
この場合、上記の如く蓄電器を搭載した運動補助装置では、蓄電器のエネルギー消費の進行に伴い、該蓄電器に残存しているエネルギーが枯渇すると、電動モータ等を動作させることができなくなる。従って、ある所定時間において連続的に運動補助装置を動作させるためには、その動作中に蓄電器の残存エネルギーが電動モータ等を動作させ得る程度に保たれるようにすることが必要となる。
【０００７】
しかるに、特許文献１に見られる如き従来の運動補助装置では、電動モータの運転は、蓄電器の残存エネルギーを考慮することなく行われていた。このため、利用者が行う作業内容や目標とする運動パターンに依存して、蓄電器の残存エネルギーの減少形態が異なるものとなりやすい。また、利用者が行う作業内容や目標とする運動パターンが同じであっても、利用者個々人の動き方の違いなどに依存して、蓄電器の残存エネルギーの減少形態のばらつきも生じる。
【０００８】
従って、運動補助装置の動作途中で、蓄電器の残存エネルギーが枯渇してしまい、要求される所定時間において連続的に運動補助装置を動作させることができない状況が発生しやすいという不都合があった。なお、このような不都合を解消するために大容量の蓄電器を運動補助装置に搭載することも考えられるものの、その場合には、該蓄電器の（ひいては運動補助装置の）大型化や、重量の増大化を招くという不都合がある。
【０００９】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、蓄電器から電源電力を供給する電動アクチュエータを備えた運動補助装置において、大容量の蓄電器を使用せずとも、該運動補助装置の動作中に蓄電器の残存エネルギーが枯渇するのを適切に防止することができる運動補助装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の運動補助装置は、かかる目的を達成するために、利用者の運動を補助する補助力を該利用者に伝達可能に該利用者の所定の部位に接触される補助力伝達部と、電動アクチュエータと、該電動アクチュエータの電源としての蓄電器とを備え、前記電動アクチュエータの動力によって前記補助力伝達部に前記補助力を発生させる運動補助装置において、前記蓄電器の残存エネルギー量を示す第１指標値を計測する第１指標値計測手段と、少なくとも該第１指標値計測手段により計測された第１指標値に応じて、該第１指標値の計測時点以後における前記電動アクチュエータの動力を調整する動力調整手段とを備えることを特徴とする（第１発明）。
【００１１】
この第１発明によれば、蓄電器の残存エネルギー量を示す第１指標値が計測される。そして、少なくともこの第１指標値に応じて、該第１指標値の計測時点以後における前記電動アクチュエータの動力を調整するので、該電動アクチュエータの動力を蓄電器の残存エネルギーに応じて調整できる。このため、運動補助装置の動作中に、蓄電器の残存エネルギーが枯渇して、電動アクチュエータを動作させることができなくなるような事態を防止することが可能となる。
【００１２】
なお、第１発明において、前記第１指標値としては、例えば所謂ＳＯＣ（State of charge）やＤＯＤ（Depth of discarge）等が挙げられる。また、蓄電器としては、電池やコンデンサが挙げられる。
【００１３】
かかる第１発明では、より具体的には、前記動力調整手段には、運動補助装置の動作開始時からの目標稼動時間を規定するデータ（例えば、該目標稼動時間そのものの値、あるいは、運動補助装置の動作開始時刻と動作終了時刻もしくは動作中断時刻との組等）があらかじめ設定される。このような場合には、該動力調整手段は、前記第１指標値の計測時点から目標稼動時間の終了時点までの蓄電器の残存エネルギー量が所定の下限値以上に保たれるように、前記計測された第１指標値と、該第１指標値の計測時点から前記目標稼動時間の終了時点までの時間である残存稼動時間とに応じて該第１指標値の計測時点以後における前記電動アクチュエータの動力を調整することが好ましい（第２発明）。
【００１４】
かかる第２発明によれば、前記第１指標値の計測時点から目標稼動時間の終了時点までの蓄電器の残存エネルギー量が所定の下限値以上に保たれるように、前記計測された第１指標値と、該第１指標値の計測時点から前記目標稼動時間の終了時点までの時間である残存稼動時間とに応じて該第１指標値の計測時点以後における前記電動アクチュエータの動力が調整される。このため、目標稼動時間の終了時点までに、蓄電器の残存エネルギー量が所定の下限値よりも小さくなるの防止することができる。ひいては、目標稼動時間内で蓄電器の残存エネルギーが枯渇してしまうのを防止して、該目標稼動時間における連続的な運動補助装置の動作を行うことが可能となる。
【００１５】
なお、第２発明において、「前記第１指標値の計測時点から目標稼動時間の終了時点までの蓄電器の残存エネルギー量が所定の下限値以上に保たれる」ということは、該第１指標値の計測時点から目標稼動時間の終了時点（前記残存稼動時間の経過時点）までの期間における蓄電器の実際のトータルのエネルギー消費量（エネルギー放出量）が、前記第１指標値の計測時点での残存エネルギー量と、前記所定の下限値との差分のエネルギー量以下に収まるということと同等である。あるいは別の言い方をすれば、「前記第１指標値の計測時点から目標稼動時間の終了時点までの蓄電器の残存エネルギー量が所定の下限値以上に保たれる」ということは、第１指標値の計測時点から目標稼動時間の終了時点までの期間における蓄電器の実際の単位時間当たりの平均エネルギー消費量（上記トータルのエネルギー消費量を前記残存稼動時間で除算してなる値）が、前記第１指標値の計測時点での残存エネルギー量と、前記所定の下限値との差分のエネルギー量を前記残存稼動時間で除算してなる値以下に収まるということと同等である。
【００１６】
この第２発明においては、より具体的には、例えば、前記第１指標値計測手段は、運動補助装置の動作開始後、前記第１指標値を逐次計測する手段であり、前記動力調整手段は、前記計測された第１指標値の時系列に基づき、該第１指標値の時系列のうちの最新の第１指標値の計測時点以後に予測される蓄電器の残存エネルギー量の経時的変化形態を示す第２指標値を算出する第２指標値算出手段と、前記最新の第１指標値と該最新の第１指標値の計測時点からの前記残存稼動時間とに基づき、前記目標稼動時間の終了時点での蓄電器の残存エネルギー量を前記所定の下限値に一致させるために要求される前記第２指標値の目標値である目標第２指標値を決定する目標第２指標値決定手段とを備え、少なくとも、前記第２指標値算出手段により算出された第２指標値から予測される前記目標稼動時間の終了時点での蓄電器の残存エネルギー量（以下、終了時予測残存エネルギー量ということがある）が前記所定の下限値よりも小さくなる場合に、前記第２指標値算出手段により算出される第２指標値を前記目標第２指標値決定手段により決定された目標第２指標値に近づけるように前記電動アクチュエータの動力を調整する（第３発明）。
【００１７】
かかる第３発明によれば、少なくとも、前記終了時予測残存エネルギー量が前記所定の下限値よりも小さくなる場合に、前記第２指標値算出手段により算出される第２指標値を前記目標第２指標値決定手段により決定された目標第２指標値に近づけるように前記電動アクチュエータの動力が調整される。この場合、前記目標第２指標値は、前記目標稼動時間の終了時点での蓄電器の残存エネルギー量を前記所定の下限値に一致させるために要求される前記第２指標値の目標値であるので、前記第１指標値の計測時点から目標稼動時間の終了時点までの蓄電器の残存エネルギー量を所定の下限値以上に保つことが可能となる。
【００１８】
なお、第３発明において、前記第２指標値としては、例えば、前記第１指標値の単位時間当たりの平均変化率、蓄電器の単位時間当たりの平均エネルギー消費量、蓄電器の単位時間当たりの平均エネルギー放出量等が挙げられる。
【００１９】
この第３発明では、より具体的には、例えば、前記動力調整手段は、前記決定された目標第２指標値と前記算出された第２指標値との偏差に応じて、該偏差を“０”に近づけるようにフィードバック制御則により前記電動アクチュエータの動力調整用の操作量を決定する動力調整操作量決定手段をさらに備え、前記補助力伝達部で発生する前記補助力が所定の上限値以下に収まるように前記電動アクチュエータの動力を制限しつつ、前記操作量に応じて前記電動アクチュエータの動力を調整する（第４発明）。
【００２０】
この第４発明によれば、前記動力調整操作量決定手段により決定される前記操作量は、前記第２指標値算出手段により算出される第２指標値を前記決定された目標第２指標値に近づけるように、ひいては、前記終了時予測残存エネルギー量が前記所定の下限値に近づけるように電動アクチュエータの動力を調整する機能を有することとなる。このため、前記終了時予測残存エネルギー量が前記所定の下限値よりも小さくなる状況では、前記操作量は、電動アクチュエータによる蓄電器のエネルギー消費量を減少方向に調整し、ひいては、前記第１指標値の計測時点から目標稼動時間の終了時点までの蓄電器の残存エネルギー量を所定の下限値以上に保つように機能するものとなる。
【００２１】
一方、前記終了時予測残存エネルギー量が前記所定の下限値よりも大きくなる状況では、前記操作量は、電動アクチュエータによる蓄電器のエネルギー消費量を増加方向に調整する機能を有するものとなるので、制限を加えることなく該操作量に応じて電動アクチュエータの動力を調整すると、該動力、ひいては、前記補助力が必要以上に過大なものとなる恐れがある。そこで、第４発明では、前記補助力伝達部で発生する前記補助力が所定の上限値以下に収まるように前記電動アクチュエータの動力を制限しつつ、前記操作量に応じて前記電動アクチュエータの動力を調整する。これにより、前記終了時予測残存エネルギー量が前記所定の下限値よりも大きくなる状況で、前記電動アクチュエータの動力、ひいては、前記補助力が過大になるのを防止することができる。
【００２２】
かかる第４発明では、前記フィードバック制御則が前記操作量の構成要素として前記偏差の積分項を有するフィードバック制御則（例えばＰＩ制御則やＰＩＤ制御則）である場合には、前記動力調整手段は、前記電動アクチュエータの動力の制限状態が、その制限によって前記補助力伝達部で発生する前記補助力が所定の上限値となる制限状態である場合に、前記動力調整操作量決定手段による前記積分項の値の更新を停止させることが好ましい（第５発明）。
【００２３】
すなわち、前記第４発明では、前記終了時予測残存エネルギー量が前記所定の下限値よりも大きくなる状況で、前記電動アクチュエータの動力が強制的な制限を受けるので、当該状況では、前記積分項の値の更新を継続すると、該積分項の値が過大なものとなりやすい。そして、該積分項が過大なものとなると、前記終了時予測残存エネルギー量が前記所定の下限値よりも小さくなる状況に転じた場合に、前記操作量が、電動アクチュエータの動力の減少方向の操作量に転じるのが遅くなり、蓄電器のエネルギー消費量の抑制が遅れてしまう。
【００２４】
そこで、第５発明では、前記電動アクチュエータの動力の制限状態が、その制限によって前記補助力伝達部で発生する前記補助力が所定の上限値となる制限状態である場合に、前記動力調整操作量決定手段による前記積分項の値の更新を停止させるようにした。これにより、前記終了時予測残存エネルギー量が前記所定の下限値よりも大きくなる状況で、前記電動アクチュエータの動力が強制的な制限を受けている場合に、前記積分項の値が過大になるのを防止することができる。このため、前記終了時予測残存エネルギー量が前記所定の下限値よりも小さくなる状況に転じた場合に、前記操作量に応じて電動アクチュエータの動力を速やかに減少方向に調整し、蓄電器のエネルギー消費量を速やかに抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の一実施形態を以下に説明する。まず、本実施形態の運動補助装置の機構的な構成を図１〜図４を参照して説明する。図１〜図３はそれぞれ、本実施形態の運動補助装置の斜視図、側面図、正面図であり、図４は該運動補助装置の大腿フレームの切断側面図である。
【００２６】
本実施形態の運動補助装置Ａは、利用者Ｐの体重の一部を支えることで、利用者Ｐの脚の負担を軽減する装置である。この運動補助装置Ａは、図示の如く、補助力伝達部としての着座部１と、利用者Ｐの各脚の足平に装着される左右一対の足平装着部２，２と、各足平装着部２，２を着座部１にそれぞれ連結する左右一対の脚リンク３，３とを備えている。左右の足平装着部２，２は互いに左右対称の同一構造である。左右の脚リンク３，３も互いに左右対称の同一構造である。
【００２７】
各脚リンク３は、着座部１から第１関節４を介して下側に延設された大腿フレーム５と、各足平装着部２から第２関節６を介して上側に延設された下腿フレーム７と、大腿フレーム５と下腿フレーム７とを、第１関節４と第２関節６との中間で屈伸自在に連結する第３関節８とから構成されている。
【００２８】
さらに、運動補助装置Ａは、各脚リンク３毎に、第３関節８を駆動するための駆動力を発生する電動アクチュエータ９と、この電動アクチュエータ９の駆動力を第３関節８に伝達して、該第３関節８にその関節軸まわりの駆動トルクを付与する動力伝達機構１０とを備えている。
【００２９】
着座部１は、利用者Ｐが跨ぐようにして（利用者Ｐの両脚の付け根の間に配置するようにして）着座するサドル状のシート部１ａと、シート部１ａの下面に装着された支持フレーム１ｂと、支持フレーム１ｂの後端部（シート部１ａの後側で上方に立ち上がる立ち上がり部分）に取り付けた腰当て部１ｃとから構成されている。また、腰当て部１ｃには、利用者Ｐまたは補助者が把持可能なアーチ状の把持部１ｄが取り付けられている。このように構成された着座部１では、そのシート部１に、利用者Ｐが跨ぐようにして着座することで、該シート部１の上面が利用者Ｐの両脚の付け根の間の部位（股下部位）に接触することとなる。そして、この状態では、着座部１を上方に付勢することで、該着座部１から利用者Ｐの体幹部に上向きの補助力（並進力）を付与することが可能となっている。
【００３０】
なお、本実施形態では、補助力伝達部をサドル状のシート部１ａを有する着座部１により構成したが、例えばハーネス状の可撓性部材により補助力伝達部を構成してもよい。利用者Ｐの体重の一部を支えるようにする運動補助装置では、補助力伝達部は、利用者Ｐの体幹部に上向きの補助力（以下、持上げ力ということがある）を作用させるために、両脚の付け根の間で利用者Ｐに接する部分を備えることが好ましい。
【００３１】
各脚リンク３の第１関節４は、前後方向および左右方向の２つの関節軸まわりの回転自由度（２自由度）を有する関節である。さらに詳細には、各第１関節４は、着座部１に連結された円弧状のガイドレール１１を備えている。そして、このガイドレール１１に、各脚リンク３の大腿フレーム５の上端部に固定されたスライダ１２が、該スライダ１２に軸着した複数のローラ１３を介して移動自在に係合されている。このため、各脚リンク３は、ガイドレール１１の曲率中心４ａ（図２参照）を通る左右方向の軸（より詳しくはガイドレール１１の円弧を含む平面に垂直な方向の軸）を第１関節４の第１の関節軸として、該第１の関節軸のまわりに前後方向の揺動運動（前後の振り出し運動）を行うことが可能となっている。
【００３２】
また、ガイドレール１１は、着座部１の支持フレーム１ｂの後端部（立ち上がり部分）に、軸心を前後方向に向けた支軸４ｂを介して軸支され、該支軸４ｂの軸心まわりに揺動可能とされている。これにより、各脚リンク３は、支軸４ｂの軸心を第１関節４の第２の関節軸として、該第２の関節軸のまわりに左右方向の揺動運動、すなわち、内転・外転運動を行うことが可能となっている。なお、本実施形態では、第１関節４の第２の関節軸は、右側の第１関節４と右側の第１関節４とで共通の関節軸となっている。
【００３３】
上記のように第１関節４は、各脚リンク３が、前後方向および左右方向の２つの関節軸まわりの揺動運動を行うことが可能となるように構成されている。
【００３４】
なお、第１関節の回転自由度は２つに限られるものではない。例えば３つの関節軸まわりの回転自由度（３自由度）を有するように第１関節を構成してもよい。あるいは、例えば左右方向の１つの関節軸まわりの回転自由度（１自由度）だけを有するように第１関節を構成してもよい。
【００３５】
各足平装着部２は、利用者Ｐの各足平に履かせる靴２ａと、靴２ａ内から上方に突出する連結部材２ｂとを備え、利用者Ｐの各脚が立脚（支持脚）となる状態で、靴２ａを介して接地する。そして、連結部材２ｂに各脚リンク３の下腿フレーム７の下端部が第２関節６を介して連結されている。この場合、連結部材２ｂは、図２に示すように、靴２ａ内の中敷２ｃの下側（靴２ａの底部と中敷２ｃとの間）に配置される平板状部分２bxを一体に備えている。そして、連結部材２ｂは、足平装着部２を接地させた時に、該足平装着部２に床から作用する床反力の一部（少なくとも運動補助装置Ａと利用者Ｐの体重の一部とを合わせた重量を支えるのに充分な程度の大きさの並進力）を連結部材２ｂおよび第２関節６を介して脚リンク３に作用させることができるように、平板状部分２bxを含めて比較的高剛性の部材により形成されている。
【００３６】
なお、足平装着部２は、靴２ａの代わりに、例えばスリッパ状のものを備えるようにしてもよい。
【００３７】
第２関節６は、本実施形態では、ボールジョイントなどのフリージョイントにより構成され、３軸まわりの回転自由度を有する関節となっている。ただし、第２関節は、例えば前後および左右方向の２軸まわり、あるいは、上下および左右方向の２軸まわりの回転自由度を有する関節であってもよい。
【００３８】
第３関節８は、左右方向の１軸まわりの回転自由度を有する関節であり、大腿フレーム５の下端部に下腿フレーム７の上端部を軸支する支軸８ａを有する。該支軸８ａの軸心は、第１関節４の第１の関節軸（ガイドレール１１の円弧を含む平面に垂直な方向の軸）とほぼ平行である。そして、この支軸８ａの軸心が第３関節８の関節軸となっており、その関節軸のまわりに、下腿フレーム７が大腿フレーム５に対して相対回転可能とされている。これにより、該第３関節８での脚リンク３の屈伸運動が可能となっている。
【００３９】
各脚リンク３毎の電動アクチュエータ９は、減速機１４付の電動モータ１５により構成された回転アクチュエータである。この電動アクチュエータ９は、その出力軸９ａの軸心が第３関節８の関節軸（支軸８ａの軸心）と平行になるように、大腿フレーム５の上端部（第１関節４寄りの部分）の外面に搭載され、該電動アクチュエータ９のハウジング（電動モータ１５のステータに固定されている部分）が大腿フレーム５に固設されている。
【００４０】
各動力伝達機構１０は、本実施形態では、電動アクチュエータ９の出力軸９ａに同心に固定された駆動クランクアーム１６と、第３関節８の関節軸と同心に下腿フレーム７に固定された従動クランクアーム１７と、一端と他端とをそれぞれ駆動クランクアーム１６、従動クランクアーム１７に枢着した連結ロッド１８とから構成されている。該連結ロッド１８は、駆動クランクアーム１６に対する枢着部１８ａと、従動クランクアーム１７に対する枢着部１８ｂとの間で直線状に延在している。このように構成された動力伝達機構１０では、電動モータ１５の運転によって電動アクチュエータ９の出力軸９ａから出力される駆動力（出力トルク）は、該出力軸９ａから駆動クランクアーム１６を介して連結ロッド１８の長手方向の並進力に変換され、その並進力（ロッド伝達力）が連結ロッド１８をその長手方向に伝達する。さらに、該並進力が連結ロッド１８から従動クランクアーム１７を介して駆動トルクに変換され、その駆動トルクが、第３関節８の関節軸まわりに脚リンク３を屈伸させる駆動力として該第３関節８に付与される。
【００４１】
ここで、本実施形態では、各脚リンク３の大腿フレーム５および下腿フレーム７のそれぞれの長さの総和は、利用者Ｐの脚を直線状に伸展させた状態での該脚の長さよりも長いものとなっている。このため、各脚リンク３は、第３関節８で常時、屈曲する。その屈曲角度θ１（図２参照）は、利用者Ｐの平地での通常歩行時には、例えば約４０°〜７０°の範囲の角度となる。なお、ここでの屈曲角度θ１は、図２に示す如く、各脚リンク３を第３関節８の関節軸方向で見たときに、第３関節８とガイドレール１１の曲率中心４ａとを結ぶ直線と、第３関節８と第２関節６とを結ぶ直線との成す角度（鋭角側の角度）を意味する。そして、本実施形態では、各脚リンク３の屈曲角度θ１が、利用者Ｐの平地での通常歩行時の角度範囲を含む、ある角度範囲（例えば約２０°〜７０°の範囲）に存する状態で、第３関節８に付与される駆動トルクが、電動アクチュエータ９の出力トルクよりも大きくなるように、連結ロッド１８の枢着部１８ａ，１８ｂと、第３関節８の関節軸と、電動アクチュエータ９の出力軸９ａとの相対的な位置関係が設定されている。この場合、本実施形態では、各脚リンク３を第３関節８の関節軸方向で見たときに、図４に示す如く、電動アクチュエータ９の出力軸９ａと第３関節８とを結ぶ直線と、連結ロッド１８の枢着部１８ａと枢着部１８ｂとを結ぶ直線とが斜交している。
【００４２】
さらに、本実施形態では、各脚リンク３の屈曲角度θ１が、利用者Ｐの平地での通常歩行時の角度範囲を含む、ある角度範囲（例えば約２０°〜７０°の範囲）に存する状態で、電動アクチュエータ９から連結ロッド１８に、その長手方向の引張り力を作用させた場合に、第３関節３に付与される駆動トルクが、脚リンク３を伸展方向に付勢するトルクとなるように連結ロッド１８の枢着部１８ｂの位置が設定されている。この場合、本実施形態では、各脚リンク３を第３関節８の関節軸方向で見たときに、連結ロッド１８の枢着部１８ｂが、電動アクチュエータ９の出力軸９ａと第３関節８とを結ぶ直線よりもガイドレール１１側に設けられている。
【００４３】
また、図４に示す如く、大腿フレーム５には、連結ロッド１８とガイドレール１１との間に配置された蓄電器としてのバッテリ（二次電池）１９と、このバッテリ１９を覆うカバー２０とが取り付けられている。バッテリ１９は、各電動モータ１５などの電装品の電源である。なお、本実施形態では、バッテリ１９は、両大腿フレーム５，５にそれぞれ搭載されている。そして、これらのバッテリ１９，１９は、図示しない接続線によって直列または並列に接続されており、両電動モータ１５，１５を含めた電装品の共用の電源となっている。そこで、以降の説明では、「バッテリ１９」は、両バッテリ１９，１９を併せた全体のバッテリを意味するものとする。
【００４４】
補足すると、蓄電器としては、バッテリ１９と同程度のエネルギーを蓄え得るものであれば、電気二重層コンデンサ等のコンデンサ（複数のコンデンサ素子を組み合わせたものを含む）であってもよい。また、蓄電器が、バッテリとコンデンサとを組み合わせて構成されていてもよい。
【００４５】
以上が、本実施形態の運動補助装置Ａの機構的な主要構成である。このように構成された運動補助装置Ａでは、各足平装着部２を接地させた状態で、脚リンク３の第３関節８に電動アクチュエータ９から動力伝達機構１０を介して伸展方向の駆動力（駆動トルク）を付与することによって、着座部１が上向きに付勢される。これにより、着座部１から利用者Ｐに上向きの並進力となる補助力（持上げ力）が作用することとなる。本実施形態の運動補助装置Ａは、この持上げ力によって、利用者Ａの体重の一部（利用者Ａに作用する重力の一部）を支持し、利用者Ｐの歩行時や脚の屈伸時などにおける脚の負担を軽減する。
【００４６】
この場合、運動補助装置Ａと利用者Ｐとの全体を床に支える支持力（運動補助装置Ａの接地面に床から作用するトータルの並進力。以下、全支持力という）のうち、運動補助装置Ａ自身と利用者Ｐの体重の一部とを床に支える支持力を運動補助装置Ａが負担し、残りの支持力を利用者Ｐが負担することとなる。以降、上記全支持力のうち、運動補助装置Ａが負担する支持力を補助装置負担支持力、利用者Ｐが負担する支持力を利用者負担支持力という。なお、補助装置負担支持力は、利用者Ｐの両脚が立脚となる状態では、脚リンク３，３の両方に分配的に作用し、片脚だけが立脚となる状態では、両脚リンク３，３のうちの該片脚側の脚リンク３だけに作用する。利用者負担支持力についても同様である。
【００４７】
なお、図示は省略するが、本実施形態では、各脚リンク３の第３関節８、あるいは、大腿フレーム５と下腿フレーム７との間には、電動アクチュエータ９の負荷を軽減する（必要な最大出力トルクを低減する）ために、該脚リンク３を伸展方向に付勢するバネ（図示省略）が装着されている。ただし、このバネは省略してもよい。
【００４８】
次に、本実施形態の運動補助装置Ａの動作制御のための構成を図１〜図４と、図５及び図６を参照して説明する。図５は、運動補助装置Ａに備えたコントローラ２１のハード構成の概略を示すブロック図、図６は、コントローラ２１の演算処理部の処理機能を示すブロック図である。
【００４９】
本実施形態の運動補助装置Ａでは、各電動アクチュエータ９の電動モータ１５の動作制御を行うコントローラ２１（制御装置）が図２に示す如く着座部１の支持フレーム１ｂに収納されている。
【００５０】
さらに、運動補助装置Ａには、次のようなセンサが備えられ、その各センサの出力がコントローラ２１に入力される。図２に示すように、各足平装着部２の靴２ａ内には、利用者Ｐの各脚の踏力（各脚の足平を床面側に押し付ける上下方向の並進力）を計測するための一対の踏力計測用力センサ２２ａ，２２ｂが設けられている。各脚の踏力は、別の言い方をすれば、前記利用者負担支持力のうちの各脚に作用する力（各脚の負担分）に釣り合う並進力であり、両脚のそれぞれの踏力の総和の大きさは、利用者負担支持力の大きさに等しい。本実施形態では、踏力計測用力センサ２２ａ，２２ｂは、利用者Ｐの足平の中趾節関節(ＭＰ関節)の直下箇所と踵の直下箇所との前後２箇所で利用者Ｐの足平の底面に対向するように靴２ａ内の中敷２ｃの下面に取付けられている。これらの踏力計測用力センサ２２ａ，２２ｂは、それぞれ１軸力センサにより構成され、靴２ａの底面に垂直な方向の並進力に応じた出力を発生する。
【００５１】
また、図４に示すように、各動力伝達機構１０の連結ロッド１８の第３関節８の寄りの箇所に、ひずみゲージ式力センサ２３が取り付けられている。このひずみゲージ式力センサ２３は、連結ロッド１８の外周面に固着された複数のひずみゲージ（図示省略）によって構成される公知のセンサであり、連結ロッド１８にその長手方向で作用する並進力に応じた出力を発生する。なお、ひずみゲージ式力センサ２３は、連結ロッド１８の長手方向の並進力に対しては、高い感度を有するが、連結ロッド１８のせん断方向（横断方向）の力に対する感度は十分に微小なものとなる。
【００５２】
また、各脚リンク３の第３関節８の変位角度（下腿フレーム７の大腿フレーム５に対する基準位置からの相対回転角度）を表すものとしての各脚リンク３の屈曲角度を計測するために、各電動アクチュエータ９の出力軸９ａの回転角度（基準位置からの回転角度）に応じた出力を発生するロータリエンコーダなどの角度センサ２４（図３に示す）が、電動アクチュエータ９と一体に大腿フレーム５に搭載されている。本実施形態では、各脚リンク３の第３関節８での屈曲角度は、各電動アクチュエータ９の出力軸９ａの回転角度に応じて一義的に定まる。従って、角度センサ２４の出力は、各脚リンク３の屈曲角度に応じた出力を発生する。なお、各脚リンク３の第３関節８は、膝関節に相当するものであるので、以降の説明では、第３関節８での各脚リンク３の屈曲角度を膝角度という。
【００５３】
補足すると、各脚リンク３の第３関節８にロータリエンコーダなどの角度センサを搭載し、その角度センサにより直接的に各脚リンク３の膝角度を計測し得るようにしてもよい。
【００５４】
また、前記バッテリ１９の残存エネルギー量（残容量）を表す第１指標値としてのＳＯＣ（state of charge）を計測するためのセンサとして、該バッテリ１９の端子間電圧（正極及び負極間の電圧）と該バッテリ１９を流れる電流とをそれぞれ検出する電圧センサ２５及び電流センサ２６（図５に示す）が運動補助装置Ａの適所（例えば大腿フレーム５）に搭載されている。
【００５５】
次に、前記コントローラ２１の機能をより詳細に図５および図６を参照して説明する。なお、以降の説明では、左右を区別するために、参照符号の末尾に符号“Ｒ”、“Ｌ”を付加することがある。例えば利用者Ｐの前方に向かって右側の脚リンク３を“脚リンク３Ｒ”、左側の脚リンク３を“脚リンク３Ｌ”というように表記する。各参照符号の末尾の符号“Ｒ”、“Ｌ”は、それぞれ、右側の脚リンク３Ｒ、左側の脚リンク３Ｌに関連するものという意味で使用する。
【００５６】
図５に示すように、コントローラ２１は、演算処理部５１と、電動アクチュエータ９Ｒ，９Ｌのそれぞれの電動モータ１５Ｒ，１５Ｌに通電するドライバ回路５２Ｒ，５２Ｌとを備える。演算処理部５１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを含むマイクロコンピュータにより構成され、前記踏力計測用力センサ２２ａＲ，２２ｂＲ，２２ａＬ，２２ｂＬの出力と、ひずみゲージ式力センサ２３Ｒ，２３Ｌの出力と、角度センサ２４Ｒ，２４Ｌの出力と、電圧センサ２５及び電流センサ２６の出力とがＡ／Ｄ変換器などから構成されるインターフェース回路（図示しない）を介して入力される。そして、該演算処理部５１は、入力された検出データと、あらかじめ記憶保持した参照データおよびプログラムとを用いて所要の演算処理を実行し、各電動モータ１５Ｒ，１５Ｌの通電電流の指令値（目標値）である指示電流値Icmd_R，Icmd_Lを決定する。そして、演算処理部５１は、この指示電流値Icmd_R，Icmd_Lの電流を各電動モータ１５Ｒ，１５Ｌに通電させるように各ドライバ回路５２Ｒ，５２Ｌを制御する。これにより、各電動モータ１５Ｒ，１５Ｌの出力トルク、ひいては、各電動アクチュエータ９Ｒ，９Ｌの出力トルクが制御される。
【００５７】
演算処理部５１は、上記指示電流値Icmd_R，Icmd_Lを決定するために、図６のブロック図で示すような機能的手段を備えている。この機能的手段は、演算処理部５１に実装されたプログラムによって実現される機能である。
【００５８】
演算処理部５１は、図６に示すように、右側の踏力計測用力センサ２２ａＲ，２２ｂＲの出力に基づき利用者Ｐの右脚の踏力を計測する右側踏力計測処理手段６０Ｒと、左側の踏力計測用力センサ２２ａＬ，２２ｂＬの出力に基づき利用者Ｐの左脚の踏力を計測する左側踏力計測処理手段６０Ｌと、右側の角度センサ２４Ｒの出力に基づき脚リンク３Ｒの膝角度を計測する右側膝角度計測処理手段６１Ｒと、左側の角度センサ２４Ｌの出力に基づき脚リンク３Ｌの膝角度を計測する左側膝角度計測処理手段６１Ｌと、右側のひずみゲージ式力センサ２３Ｒの出力に基づき動力伝達機１０Ｒの連結ロッド１８Ｒに作用するロッド伝達力（連結ロッド１８Ｒの長手方向に作用する並進力）を計測する右側ロッド伝達力計測処理手段６２Ｒと、左側のひずみゲージ式力センサ２３Ｌの出力に基づき動力伝達機１０Ｌの連結ロッド１８Ｌに作用するロッド伝達力（連結ロッド１８Ｌの長手方向に作用する並進力）を計測する左側ロッド伝達力計測処理手段６２Ｌと、電圧センサ２５及び電流センサ２６の出力に基づきバッテリ１９のＳＯＣを計測するＳＯＣ計測処理手段６５と、経過時間を計時する計時手段６６とを備えている。なお、本実施形態では、ＳＯＣが本発明における第１指標値に相当するものであるので、ＳＯＣ計測処理手段６５が、本発明における第１指標値計測手段に相当する。
【００５９】
補足すると、ＳＯＣの値の表現形態としては、エネルギーの次元での表現（［Ｊ］や［Ｗ・ｈ］などを単位とする表現）、電荷量の次元での表現（［Ｃ］や［Ａ・ｈ］などを単位とする表現）、あるいは、バッテリ１９の満充電状態での容量値（定格容量）に対する相対割合いでの表現（百分率［％］などを用いる表現）など、種々様々な表現形態が一般的に用いられている。本実施形態でのＳＯＣは、そのいずれの表現形態であってもよいが、以降の説明では、便宜上、バッテリ１９の定格容量に対する相対割合い［％］により表現されるものとする。
【００６０】
また、演算処理部５１は、前記補助装置負担支持力のうちの各脚リンク３Ｒ，３Ｌの負担分の目標値Fcmd_R，Fcmd_Lを決定する左右目標負担分決定手段６３を備える。この左右目標負担分決定手段６３には、目標値Fcmd_R，Fcmd_Lを決定するために、踏力計測処理手段６０Ｒ，６０Ｌで計測された左右の踏力の値（計測値）Fft_R，Fft_Lと、ＳＯＣ計測処理手段６５で計測されたＳＯＣと、計時手段６６で計時された経過時間とが入力される。
【００６１】
補足すると、脚リンク３Ｒ，３Ｌにそれぞれ第２関節６Ｒ，６Ｌを介して床側から作用する支持力の総和（以降、総持上げ力という）は、より正確に言えば、前記補助装置負担支持力から、両足平装着部２Ｒ，２Ｌを床に支える支持力を差し引いたものとなる。換言すれば、上記総持上げ力は、運動補助装置Ａの両足平装着部２Ｒ，２Ｌを除いた部分と利用者Ｐの体重の一部とを支える上向きの並進力（補助力）としての意味を持つ。ただし、両足平装着部２Ｒ，２Ｌの総重量は、運動補助装置Ａの総重量に比して充分に小さいので、総持上げ力は、前記補助装置負担支持力にほぼ一致する。以降の説明では、前記補助装置負担支持力のうちの各脚リンク３Ｒ，３Ｌの負担分を総持上げ力負担分という。また、各脚リンク３Ｒ，３Ｌの総持上げ力負担分の目標値Fcmd_R，Fcmd_Lを脚リンク負担目標値Fcmd_R，Fcmd_Lという。
【００６２】
演算処理部５１は、さらに、前記右側ロッド伝達力計測処理手段６２Ｒによる連結ロッド１８Ｒのロッド伝達力の計測値Frod_Rと前記左右目標負担分決定手段６３で決定された右側の脚リンク負担目標値Fcmd_Rと前記右側膝角度計測処理手段６１Ｒによる脚リンク３Ｒの膝角度の計測値θ1_Rとを基に、電動モータ１５Ｒの指示電流値Icmd_Rを決定する右側指示電流決定手段６４Ｒと、前記左側ロッド伝達力計測処理手段６２Ｌによる連結ロッド１８Ｌのロッド伝達力の計測値Frod_Lと前記左右目標負担分決定手段６３で決定された左側の脚リンク負担目標値Fcmd_Lと前記左側膝角度計測処理手段６１Ｌによる脚リンク３Ｌの膝角度の計測値θ1_Lとを基に、電動モータ１５Ｌの指示電流値Icmd_Lを決定する左側指示電流決定手段６４Ｌとを備えている。
【００６３】
次に、演算処理部５１の処理の詳細を説明する。なお、以降の説明では、例えば工場等の作業現場において、作業者としての利用者Ｐが運動補助装置Ａを使用して、作業を行う場合を例に採って説明する。
【００６４】
作業の開始前に、コントローラ２１の電源が投入される。この場合、コントローラ２１の電源は、例えば前記バッテリ１９から図示しないＤＣ／ＤＣコンバータを介して供給され、あるいは、コントローラ２１用のバッテリ（図示しない）から供給される。この状態で、該コントローラ２１に、作業開始時（運動補助装置Ａの動作開始時）からの運動補助装置Ａの目標稼動時間を規定するデータが、図示しない操作器を介して入力される。その入力データは、例えば、該目標稼動時間そのものの値、あるいは、作業開始時刻及び作業終了時刻（もしくは作業中断時刻）の組である。そして、コントローラ２１は、その入力データに従って、運動補助装置Ａの目標稼動時間を決定し、それを図示しないメモリに記憶保持する。なお、コントローラ２１には、作業の開始前に、前記総持上げ力の標準目標値も設定されるが、これについては後述する。
【００６５】
そして、作業の開始時に、利用者Ｐの各足平に各足平装着部２を装着し、さらに、着座部１を利用者Ｐの股下に配置した状態で、運動補助装置Ａの起動指令が図示しないスイッチ等からコントローラ２１に入力される。このとき、前記バッテリ１９から、各ドライバー回路５２を介して各電動モータ１５に動作用の電源電力を供給可能な状態になる。そして、演算処理部５１は、計時手段６６により経過時間の計時を開始すると共に、所定の制御処理周期で、以下に説明する処理を実行し、運動補助装置Ａの動作を開始させる。
【００６６】
各制御処理周期において、演算処理部５１は、まず、前記踏力計測処理手段６０Ｒ，６０Ｌの処理、膝角度計測処理手段６１Ｒ，６１Ｌの処理、ロッド伝達力計測処理手段６２Ｒ，６２Ｌの処理、並びに、ＳＯＣ計測処理手段６５の処理を実行する。なお、膝角度計測処理手段６１Ｒ，６１Ｌの処理と、ロッド伝達力計測処理手段６２Ｒ，６２Ｌの処理とは、後述する左右目標負担分決定手段６３の処理の後に、もしくは該処理と並行して、行うようにしてもよい。
【００６７】
踏力計測処理手段６０Ｒ，６０Ｌの処理は、次のように行われる。その処理のアルゴリズムは、いずれの踏力計測処理手段６０Ｒ，６０Ｌでも同じであり、以下に右側踏力計測処理手段６０Ｒの処理を代表的に説明する。
【００６８】
右側踏力計測処理手段６０Ｒは、踏力計測用力センサ２２ａＲ，２２ｂＲのそれぞれの出力が示す力検出値（より詳しくは、ノイズ成分を除去するためのローパス特性のフィルタリングを施した後の力検出値）を互いに加え合わせてなる値を、利用者Ｐの右脚の踏力の計測値Fft_Rとして得る。左側計測処理手段６０Ｌの処理も同様である。
【００６９】
なお、各踏力計測処理手段６０の処理では、それぞれに対応する踏力計測用力センサ２２ａ，２２ｂによる力検出値の総和が、所定の下限値以下の微小値である場合に、踏力の計測値Fftを強制的に“０”に設定したり、あるいは、当該総和が所定の上限値を超えている場合に、踏力の計測値Fftを強制的に該上限値に設定するリミット処理を付加するようにしてもよい。本実施形態では、後述するように、基本的には、利用者Ｐの右脚の踏力の計測値Fft_Rと左脚の踏力の計測値Fft_Lとの相互の割合いに応じて、脚リンク負担目標値Fcmd_R，Fcmd_Lの相互の割合いが決定されるので、各踏力計測処理手段６０の処理に上記リミット処理を付加することは、該脚リンク負担目標値Fcmd_R，Fcmd_Lの相互の割合いの頻繁な変動を抑制する上で有効である。
【００７０】
また、膝角度計測処理手段６１Ｒ，６１Ｌの処理は、次のように行われる。その処理のアルゴリズムは、いずれの膝角度計測処理手段６１Ｒ，６１Ｌでも同じであり、以下に右側膝角度計測処理手段６１Ｒの処理を代表的に説明する。右側膝角度計測処理手段６１Ｒは、角度センサ２４Ｒの出力が示す電動アクチュエータ９Ｒの出力軸９ａＲの回転角度から、あらかじめ設定された演算式またはデータテーブル（該回転角度と脚リンク３Ｒの膝角度との関係を表す演算式またはデータテーブル）に基づいて、脚リンク３Ｒの膝角度の暫定計測値を求める。そして、右側膝角度計測処理手段６１Ｒは、この暫定計測値に、ノイズ成分を除去するためのローパス特性のフィルタリングを施すことによって、脚リンク３Ｒの膝角度の計測値θ1_Rを得る。左側膝角度計測処理手段６１Ｌの処理も同様である。
【００７１】
補足すると、各膝角度計測処理手段６１で計測する膝角度は、前記図２に示した角度θ１でよいが、その角度θ1の補角（＝１８０°−θ１）であってもよい。あるいは、例えば、各脚リンク３の第３関節８の関節軸方向で見たときに、各脚リンク３の大腿フレーム５の長手方向と、該脚リンク３の第３関節８と第２関節６とを結ぶ直線との成す角度を膝角度として定義するようにしてもよい。以降の説明では、各膝角度計測処理手段６１で計測する膝角度は、図２に示した角度θ１であるとする。
【００７２】
また、ロッド伝達力計測処理手段６２Ｒ，６２Ｌの処理は次のように行われる。その処理のアルゴリズムは、いずれのロッド伝達力計測処理手段６２Ｒ，６２Ｌでも同じであり、以下に右側ロッド伝達力計測処理手段６２Ｒの処理を代表的に説明する。右側ロッド伝達力計測処理手段６２Ｒは、入力されるひずみゲージ式力センサ２３Ｒの出力の電圧値を、あらかじめ設定された演算式またはデータテーブル（該出力電圧とロッド伝達力との関係を表す演算式またはデータテーブル）に基づいて、ロッド伝達力の計測値Frod_Rに変換する。右側ロッド伝達力計測処理手段６２Ｒの処理も同様である。なお、この場合、各ひずみゲージ式力センサ２３の出力値、あるいは、各ロッド伝達力の計測値Frodにローパス特性のフィルタリング処理を施して、ノイズ成分を除去するようにしてもよい。
【００７３】
また、ＳＯＣ計測処理手段６５の処理は次のように行われる。本実施形態では、運動補助装置Ａの動作開始時（あるいはコントローラ２１の電源投入直後）に、ＳＯＣ計測処理手段６５は、現在のバッテリ１９のＳＯＣの値を図示しないメモリから読み込み、その読み込んだＳＯＣの値を、運動補助装置Ａの今回の動作におけるＳＯＣの初期値として設定する。該初期値は、運動補助装置Ａの前回の動作終了時（ただし、運動補助装置Ａの前回の動作終了後にバッテリ１９の充電が行われた場合には、その充電終了時）に、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性のメモリに記憶保持されたものである。
【００７４】
そして、ＳＯＣ計測処理手段６５は、前記電圧センサ２５の出力が示すバッテリ１９の端子間電圧の値と、電流センサ２６の出力が示すバッテリ１９の電流の値との積（すなわち電力値）を所定の演算処理周期で逐次積算する（積分する）ことで、運動補助装置Ａの動作開始時からのバッテリ１９の積算放電量（バッテリ１９から放出された全エネルギー）を求める。なお、この場合、バッテリ１９の電流の値については、放電電流を正の値、充電電流を負の値とする。そして、ＳＯＣ計測処理手段６５は、この積算放電量を、あらかじめメモリに記憶保持されているバッテリ１９の定格容量（満充電状態での容量値。ここでは、エネルギーの次元での容量値）で除算してなる値［％］を、ＳＯＣの初期値［％］から減じることによって、ＳＯＣを逐次計測する。
【００７５】
なお、本実施形態では、バッテリ１９の定格容量は、エネルギーの次元で表したものとしたが、該容量は電荷量の次元（［Ｃ］や［Ａ・ｈ］などを単位とする次元）で表したものであってもよい。この場合には、電流センサ２６の出力により示されるバッテリ１９の電流の値を積算（積分）してなる電流積算値（すなわちバッテリ１９からの放出電荷量）を逐次算出するようにして、この電流積算値を、バッテリ１９の定格容量で除算してなる値を、ＳＯＣの初期値から減じることで、ＳＯＣを計測するようにすればよい。この場合には、前記電圧センサ２５は不要である。
【００７６】
補足すると、一般に、バッテリの残存エネルギー量を把握するための手法は、種々様々な手法が知られており、そのいずれの手法を用いてもよい。また、バッテリ１９の実質的な残存エネルギー量は、該バッテリ１９の温度の影響も受けやすい。このような場合には、バッテリ１９の温度を温度センサにより検出するようにして、その検出温度に応じた補正処理をＳＯＣの計測処理に付加するようにしてもよい。
【００７７】
次いで、演算処理部６１は、前記左右目標負担分決定手段６３の処理を実行する。この処理を図７〜図９を参照して以下に詳説する。図７は左右目標負担分決定手段６３の処理の全体を示すブロック図、図８は図７に示すＳ１００の処理を具体的に示すブロック図、図９は図８に示す処理を説明するためのグラフ、図９は図７に示すＳ１０１の処理を具体的に示すフローチャートである。
【００７８】
まず、図７のＳ１００の処理が実行され、前記総持上げ力（≒前記補助装置負担支持力）の目標値が決定される。さらに詳細には、図８を参照して、Ｓ１００１において、前記ＳＯＣ計測処理手段６５で現在時刻までに計測されたＳＯＣの時系列（最新値及び過去値）を基に、現在時刻近辺におけるバッテリ１９の実際の平均消費電力である実平均消費電力を算出する処理が実行される。該実平均消費電力は、現在時刻近辺におけるバッテリ１９の単位時間当たりの平均エネルギー消費量を示すものである。この実平均消費電力は、例えば、現在時刻からあらかじめ定められた所定時間前のＳＯＣの値が示すバッテリ１９の残存エネルギー量の値と、現在時刻でのＳＯＣの値（以下、単にＳＯＣの最新値という）により示されるバッテリ１９の残存エネルギー量の値との差を、該所定時間で除算することにより算出される。具体的には、上記所定時間をΔＴ［sec］、該所定時間ΔＴ前のＳＯＣの値をＳＯＣ(t-ΔＴ)［％］、ＳＯＣの最新値をＳＯＣ(t)［％］、バッテリ１９の定格容量をＱmax［Ｊ］としたとき、実平均消費電力は、次式（１）により算出される。
【００７９】
実平均消費電力＝Ｑmax・｛（ＳＯＣ(t-ΔＴ)−ＳＯＣ(t)）／１００｝／ΔＴ
……（１）
従って、例えば図９の実線のグラフで示すように、現在時刻までのバッテリ１９の積算放電量（運動補助装置Ａの動作開始時から現在時刻までのバッテリ１９の消費エネルギーの総量）が変化したとき、現在時刻から所定時間ΔＴ前までの期間での積算放電量の時間的変化率の平均値が、実平均消費電力として求められる。図９に示す例では、現在時刻で求められる実平均消費電力の値は、同図９の二点鎖線で示すグラフの傾きの値となる。
【００８０】
補足すると、本実施形態では、前記実平均消費電力が本発明における第２指標値、すなわち、現在時刻以後に予測されるバッテリ１９の残存エネルギー量の経時的変化形態を示す第２指標値に相当するものである。従って、Ｓ１００１の処理によって、本発明における第２指標値算出手段が実現される。
【００８１】
また、Ｓ１００２において、計測されたＳＯＣの最新値と、前記目標稼動時間から前記計時手段６６により計時された経過時間（現在時刻までの経過時間）を差し引いた時間（すなわち現在時刻から前記目標稼動時間の終了時点までの時間）である残存稼動時間とを基に、現在時刻以後のバッテリ１９の平均消費電力の目標値である目標平均消費電力を算出する処理が実行される。
【００８２】
この目標平均消費電力は、例えば次のように決定される。すなわち、まず、ＳＯＣが、その最新値から、あらかじめ定めれたＳＯＣの下限値に達するまでにバッテリ１９から放電可能なエネルギー量である許容放電量が算出される。そして、この許容放電量を、現在時刻での残存稼動時間で除算することにより、目標平均消費電力が決定される。具体的には、ＳＯＣの下限値をＳＯＣminとしたとき、前記式（１）に関して説明した定格容量Ｑmaxと、ＳＯＣの最新値ＳＯＣ(t)とを用いて、次式（２）により許容放電量が算出される。さらに、次式（３）により目標平均消費電力が決定される。なお、ＳＯＣの下限値は、ＳＯＣの計測誤差等を考慮し、０［％］よりも若干高い値にあらかじめ設定されている。
【００８３】
許容放電量＝Ｑmax・｛（ＳＯＣ(t)−ＳＯＣmin）／１００｝    ……（２）
目標平均消費電力＝許容放電量／残存稼動時間                ……（３）
この場合、図９に示す例では、式（２）により求められる許容放電量は、ＳＯＣの下限値に対応する積算放電量の上限値（＝Ｑmax・｛（１００−ＳＯＣmin）／１００｝）から、現在時刻までの積算放電量を差し引いたものとなる。そして、目標平均消費電力は、図９の破線で示すグラフの傾きの値となる。
【００８４】
補足すると、本実施形態では、前記目標平均消費電力がバッテリ１９の現在時刻以後の残存エネルギー量の経時的変化形態を示す第２指標値の目標値に相当するものである。従って、Ｓ１００２の処理によって、本発明における目標第２指標値決定手段が実現される。また、本実施形態の下限値ＳＯＣminは、本発明における蓄電器の残存エネルギー量の下限値に相当する。
【００８５】
次いで、Ｓ１００３において、上記の如く求められた実平均消費電力と、目標平均消費電力とからフィードバック制御則の演算処理により、前記総持上げ力の目標値の操作量としてのバッテリＦＢ補正量が求められる。この処理では、フィードバック制御則として、ＰＩ制御則が用いられる。すなわち、目標平均消費電力と実平均消費電力との偏差（目標平均消費電力−実平均消費電力）に所定の比例ゲインを乗じてなる比例項と、該偏差の積分値に所定の積分ゲインを乗じてなる積分項とを加え合わせることにより、バッテリＦＢ補正量が求められる。これにより、バッテリＦＢ補正量は、実平均消費電力を目標平均消費電力に近づけるように決定されることなる。
【００８６】
補足すると、本実施形態では、Ｓ１００３の処理によって本発明における動力調整操作量決定手段が実現される。そして、前記バッテリＦＢ補正量は本発明における操作量に相当する。
【００８７】
次いで、Ｓ１００４において、あらかじめ定められた総持上げ力の標準的な目標値である総持上げ力標準目標値に、バッテリＦＢ補正量を加える（総持上げ力標準目標値をバッテリＦＢ補正量により補正する）ことによって、総持上げ力の暫定目標値が算出される。
【００８８】
ここで、総持上げ力標準目標値は、バッテリ１９のＳＯＣの計測値とは無関係に（該ＳＯＣの計測値に依存することなく）設定される目標値である。別の言い方をすれば、総持上げ力標準目標値は、電動モータ１５，１５の目標とする動作に必要なエネルギーを常にバッテリ１９から供給し得ると仮定して設定される総持上げ力の目標値である。本実施形態では、この総持上げ力標準目標値は、作業開始前にあらかじめ次のように設定され、図示しないメモリに記憶保持されている。例えば、運動補助装置Ａの全体の重量（または該全体の重量から両足平装着部２，２の総重量を差し引いた重量）と、着座部１から利用者Ｐに作用させる持上げ力によって支えようとする利用者Ｐの体重の一部の重量（例えば利用者Ｐの全体重にあらかじめ設定した割合を乗じた重量）とを加え合わせた重量に作用する重力（該重量×重力加速度）の大きさが総持上げ力標準目標値として設定される。この場合、結果的には、利用者Ｐの体重の一部の重量に作用する重力と同等の大きさの上向きの並進力が、着座部１から利用者Ｐへの持上げ力の標準的な目標値として設定されることとなる。なお、着座部１から利用者Ｐへの持上げ力の標準的な目標値の大きさを直接的に設定し得るようにして、その持上げ力の標準的な目標値と、運動補助装置Ａの全体の重量（または該全体の重量から両足平装着部２，２の総重量を差し引いた重量）に作用する重力の大きさとの総和を総持上げ力標準目標値として設定するようにしてもよい。この場合、着座部１から利用者Ｐへの持上げ力の標準的な目標値を利用者Ｐの体重に依存しない所定値（固定値）としてもよい。また、運動補助装置Ａの運動によって発生する上下方向の慣性力が上記重力に比して比較的大きくなる場合には、該慣性力と上記重力との総和の力の大きさを総持上げ力標準目標値として設定してもよい。この場合、該慣性力を逐次推定する必要があるが、その推定は、例えば特開２００７−３３０２９９号公報にて本願出願人が提案した手法等の公知の手法によって行うことができる。
【００８９】
次いで、Ｓ１００５において、上記の如く求められた総持上げ力の暫定目標値にリミット処理を施すことにより、総持上げ力の最終的な目標値が決定される。このリミット処理は、総持上げ力の目標値が、過大になるのを防止するための処理であり、総持上げ力の暫定目標値があらかじめ定められた所定の上限値以下である場合には、該暫定目標値がそのまま総持上げ力の目標値として決定される。一方、総持上げ力の暫定目標値が上記所定の上限値を超えている場合には、その上限値が総持上げ力の目標値として決定される。この場合、上記所定の上限値は、例えば、前記総持上げ力標準目標値と同じ値、あるいは、それよりも若干大きな値に設定される。従って、総持上げ力の目標値は、それが総持上げ力標準目標値に対して過大にならないように制限されつつ、バッテリＦＢ補正量に応じて調整されることとなる。
【００９０】
なお、本実施形態では、Ｓ１００５の処理において、総持上げ力の暫定目標値が上記所定の上限値を超えている場合には、左右目標負担分決定手段６３は、Ｓ１００３のフィードバック制御則の演算処理における積分項の更新を停止する。これは、実平均消費電力が目標平均消費電力よりも小さい状況で、上記積分項が正側に過大になるのを防止し、ひいては、その後に実平均消費電力が目標平均消費電力よりも大きくなった場合に、バッテリＦＢ補正量が、速やかに負側の値（総持上げ力の目標値を減少させる方向の値）に転じるようにするためである。
【００９１】
以上が、図７のＳ１００の処理の詳細である。この処理により、総持上げ力の目標値は、所定の上限値を超えないように制限されつつ、実平均消費電力を目標平均消費電力に近づけるように、総持上げ力標準目標値から適宜修正されることとなる。この場合、現在時刻での実平均消費電力が目標平均消費電力以下である場合には、基本的には、総持上げ力の目標値は、所定の上限値以下で、総持上げ力標準目標値とほぼ同等の大きさの目標値に決定されることとなる。一方、現在時刻での実平均消費電力が目標平均消費電力よりも大きい場合には、総持上げ力の目標値は、総持上げ力標準目標値よりも小さい大きさの目標値に決定されることとなる。ここで、現在時刻での実平均消費電力が目標平均消費電力よりも大きいということは、バッテリ１９の現状のエネルギー消費形態がそのまま継続したと仮定した場合（換言すれば、現在時刻以後のバッテリ１９の残存エネルギー量の経時的変化形態を示す平均消費電力が現在時刻での実平均消費電力に一致すると仮定した場合）に、運動補助装置Ａの動作開始時から前記目標稼動時間が経過する前に、バッテリ１９のＳＯＣが、下限値ＳＯＣminに達してしまうことを意味する。例えば図９に示す例では、バッテリ１９の現状のエネルギー消費形態がそのまま継続すると、二点鎖線のグラフで示すように、バッテリ１９の放電積算量が増加していき、目標稼動時間の終了時点よりも前に、ＳＯＣの下限値ＳＯＣminに対応する上限放電量に達してしまうこととなる。そして、このようになると、バッテリ１９から各電動モータ１５にそれを適切に動作させ得る電力を供給することができなくなる。そこで、Ｓ１００の処理では、上記の如く、現在時刻での実平均消費電力が目標平均消費電力よりも大きい場合に、総持上げ力の目標値を減少させることで、その目標値を達成する上で必要なバッテリ１９の消費電力（電動モータ１５，１５への供給電力）を低減させるようにしている。
【００９２】
図７の説明に戻って、次に、Ｓ１０１で左右分配比算出処理が実行される。なお、Ｓ１０１の処理は、Ｓ１００の処理と並行して、あるいは、Ｓ１００の処理の前に行うようにしてもよい。このＳ１０１の左右分配比算出処理は、前記総持上げ力（≒前記補助装置負担支持力）の目標値に対する右側の脚リンク負担目標値の比率である右分配比と、総持上げ力の目標値に対する左側の脚リンク負担目標値の比率である左分配比とを決定する処理である。なお、これらの右分配比と左分配比との総和は、“１”である。
【００９３】
上記左右分配比算出処理は、図１０のフローチャートに示す如く実行される。まず、Ｓ１０１１において、踏力計測処理手段６０Ｒ，６０Ｌによってそれぞれ求められた右脚の踏力の計測値Fft_Rと、左脚の踏力の計測値Fft_Lとの総和Fft_all（＝Fft_R＋Fft_L）が算出される。
【００９４】
次いで、Ｓ１０１２において、右脚の踏力の計測値Fft_RをFft_allで除算してなる値Fft_R／Fft_allが、右分配比の暫定値として設定される。
【００９５】
次いで、Ｓ１０１３において、この右分配比の暫定値にローパス特性のフィルタリングを施すことによって、最終的に右分配比（今回の制御処理周期での右分配比）が決定される。さらに、Ｓ１０１４において、上記の如く決定した右分配比を“１”から減算することによって、左分配比が決定される。なお、Ｓ１０１３のフィルタリング処理は、右分配比の急激な変化（ひいては、左分配比の急激な変化）を抑制するための処理である。
【００９６】
補足すると、Ｓ１０１２で右分配比の暫定値を決定する代わりに、左分配比の暫定値を決定し、その暫定値にローパス特性のフィルタリング処理を施したものを左分配比として決定してもよい。そして、このように決定した左分配比を、“１”から減算することによって、右分配比を決定するようにしてもよい。この場合は、Ｓ１０１２では、左脚の踏力の計測値Fft_LをFft_allで除算してなる値Fft_L／Fft_allを左分配比の暫定値として決定すればよい。
【００９７】
図７の説明に戻って、上記のように右分配比および左分配比を決定した後、左右目標負担分決定手段６３は、次に、Ｓ１０２及びＳ１０７の処理を実行する。なお、これらのＳ１０２及びＳ１０７の処理は、Ｓ１００もしくはＳ１０１の処理と並行して、あるいは、Ｓ１００もしくはＳ１０１の処理の前に行うようにしてもよい。
【００９８】
Ｓ１０２の処理は、右側脚リンク３Ｒの屈曲度合いを所定の屈曲度合いに復元させる（近づける）ように右側脚リンク３Ｒに付加的に作用させる支持力を求める処理である。同様に、Ｓ１０７の処理は、左側脚リンク３Ｌの屈曲度合いを所定の屈曲度合いに復元させる（近づける）ように左側脚リンク３Ｌに付加的に作用させる支持力を求める処理である。以下、これらの支持力を復元支持力という。
【００９９】
Ｓ１０２の処理及びＳ１０７の処理のアルゴリズムはいずれも同じであるので、以下に、右側脚リンク３Ｒに係わるＳ１０２の処理を代表的に図１１を参照しつつ説明する。図１１は、脚リンク３の要部構成を模式化して示している。
【０１００】
図示の如く、ガイドレール１１の曲率中心４ａと第３関節８とを結ぶ線分をＳ１、第３関節８と第２関節６とを結ぶ線分をＳ２、ガイドレール１１の曲率中心４ａと第２関節６とを結ぶ線分をＳ３とおく。また、線分Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のそれぞれの長さをＬ１，Ｌ２，Ｌ３とおく。また、線分Ｓ２と線分Ｓ３とのなす角度をθ２とおく。このとき、線分Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を３辺とする三角形において、次式（４ａ），（４ｂ）の関係式が成り立つ。
【０１０１】
Ｌ３2＝Ｌ１2＋Ｌ２2−２・Ｌ１・Ｌ２・cos（180°−θ1）    ……（４ａ）
Ｌ１2＝Ｌ２2＋Ｌ３2−２・Ｌ２・Ｌ３・cosθ2    ……（４ｂ）
Ｓ１０２の処理では、まず、右側膝角度計測処理手段６１Ｒによって求められた脚リンク３Ｒの膝角度の計測値θ1_Rを使用して、前記式（４ａ）に基づき、線分Ｓ３の長さＬ３が算出される。この場合、この算出に必要な線分Ｓ１の長さＬ１と、線分Ｓ２の長さＬ２とは、それぞれ一定値であり、あらかじめ図示しないメモリに記憶保持されている。
【０１０２】
そして、この算出された長さＬ３と、あらかじめ定めた基準値ＬＳ３（Ｌ３の目標値）との偏差（ＬＳ３−Ｌ３）に、バネ定数に相当する所定のゲインｋ（＞０）を乗じることによって、復元支持力が算出される。すなわち、復元支持力が次式（５）により算出される。
【０１０３】
復元支持力＝ｋ・（ＬＳ３−Ｌ３）          ……（５）
左側脚リンク３Ｌに係わるＳ１０７の処理も同様である。このようにして決定される各脚リンク３の復元支持力は、脚リンク３の屈曲度合いを、線分Ｓ３の長さＬ３（すなわち曲率中心４ａと第２関節６との間の間隔）が所定の基準値ＬＳ３となるときの所定の屈曲度合いに復元させる（近づける）ように該脚リンク３に付加的に作用させる支持力である。
【０１０４】
なお、本実施形態では、前記基準値ＬＳ３と長さＬ３との偏差に応じて復元支持力を決定するようにしたが、膝角度の計測値θ１と上記基準値ＬＳ３に対応する膝角度θ１の値との偏差に応じて復元支持力を決定したり、線分Ｓ３と第３関節８と間の間隔（＝Ｌ２・sinθ２）と、この間隔に対する基準値との偏差に応じて復元支持力を決定するようにしてもよい。
【０１０５】
なお、Ｓ１０２、Ｓ１０７の処理では、前記式（４ｂ）は不要であるが、式（４ｂ）は後述する処理で利用される。
【０１０６】
以上のようにしてＳ１０２、Ｓ１０７の処理を実行した後、左右目標負担分決定手段６３は、次に、右側脚リンク３Ｒに関するＳ１０３〜Ｓ１０６の処理と、左側脚リンク３Ｌに関するＳ１０８〜Ｓ１１１の処理とを実行する。右側脚リンク３Ｒに関するＳ１０３〜Ｓ１０６の処理では、まず、Ｓ１０３において、前記Ｓ１００で決定された総持上げ力の目標値に、Ｓ１０１で決定された右分配比が乗算される。これにより、右側脚リンク３Ｒの脚リンク負担目標値の基本値が決定される。
【０１０７】
さらに、Ｓ１０４において、Ｓ１０２で決定された復元支持力に右分配比が乗算される。そして、この乗算結果の値が、Ｓ１０５において右側脚リンク３Ｒの脚リンク負担目標値の基本値に加えられる。これにより、右側脚リンク３Ｒの脚リンク負担目標値の暫定値が求められる。そして、この暫定値にＳ１０６でローパス特性のフィルタリング処理を施すことによって、最終的に右側脚リンク３Ｒの脚リンク負担目標値Ｆcmd_Rが決定される。Ｓ１０６のフィルタリング処理は、脚リンク３Ｒの膝角度の変動等に伴うノイズ成分を除去するためのものである。
【０１０８】
同様に、左側脚リンク３Ｌに関するＳ１０８〜Ｓ１１１の処理では、まず、Ｓ１０８において、前記Ｓ１００で決定された総持上げ力の目標値に、Ｓ１０１で決定された左分配比が乗算される。これにより、左側脚リンク３Ｌの脚リンク負担目標値の基本値が決定される。さらに、Ｓ１０９において、Ｓ１０７で決定された復元支持力に左分配比が乗算される。そして、この乗算結果の値が、Ｓ１１０において左側脚リンク３Ｌの脚リンク負担目標値の基本値に加えられる。これにより、左側脚リンク３Ｌの脚リンク負担目標値の暫定値が求められる。そして、この暫定値にＳ１１１でローパス特性のフィルタリング処理を施すことによって、最終的に左側脚リンク３Ｌの脚リンク負担目標値Ｆcmd_Lが決定される。Ｓ１０６のフィルタリング処理は、脚リンク３Ｌの膝角度の変動等に伴うノイズ成分を除去するためのものである。
【０１０９】
以上が、左右目標負担分決定手段６３の処理である。この処理により、右側の脚リンク負担目標値Fcmd_Rと左側の脚リンク負担目標値Fcmd_Lとは、それらの相互の割合い（比率）が利用者の右脚の踏力の計測値Fft_Rと左脚の踏力の計測値Fft_Lとに応じて決定された右分配比と左分配比との比率（Fft_RとFft_Lとの比率）と同等の比率になるように決定される。加えて、右側の脚リンク負担目標値Fcmd_Rと左側の脚リンク負担目標値Fcmd_Lとには、各脚リンク３の屈曲度合いが所定の屈曲度合いからできるだけ乖離しないように復元支持力が付加される。
【０１１０】
以上のようにして左右目標持上げ力決定手段６３の処理を実行した後、演算処理部５１は、指示電流決定手段６４Ｒ，６４Ｌの処理を実行する。その処理のアルゴリズムは、いずれの指示電流決定手段６４Ｒ，６４Ｌでも同じであり、以下に右側指示電流決定手段６４Ｒ処理を図１１及び図１２を参照して代表的に説明する。図１２は、該右側指示電流決定手段６４Ｒの機能的手段を示すブロック図である。なお、この右側指示電流決定手段６４Ｒ処理の説明では、各参照符号の末尾に符号“Ｒ”、“Ｌ”を付記するのを省略するが、特にことわらない限り、各参照符号は、右側の脚リンク３Ｒに関するもの（符号“Ｒ”の付記が省略されているもの）であるとする。
【０１１１】
右側指示電流決定手段６４は、前記右側ロッド伝達力計測処理手段６２による連結ロッド１８のロッド伝達力の計測値Frodを、該計測値Frodに対応して第３関節８に実際に付与される駆動トルクの値Tact（以下、実関節トルクTactという）に変換するトルク変換手段６４ａと、前記左右目標負担分決定手段６３により決定された右側脚リンク負担目標値Fcmdに対応して、第３関節８に付与すべき駆動トルクの目標値の基本値である基本目標トルクTcmd1を求める基本目標トルク演算手段６４ｂと、第３関節８を駆動する際に、下腿フレーム７が大腿フレーム５に対して回転運動することに起因して発生する摩擦力などの影響を補償するために第３関節８に付加的に付与すべきトルクTcor（以下、下腿補償トルクTcorという）を求める下腿補償トルク演算手段６４ｃとを備える。
【０１１２】
さらに、右側指示電流決定手段６４は、基本目標トルク演算手段６４ｂで求めた基本目標トルクTcmd1に、下腿補償トルク演算手段６４ｃで求めた下腿補償トルクTcorを加えることにより、第３関節８に電動アクチュエータ９から動力伝達機構１０を介して付与すべき駆動トルクの最終的な（今回の制御処理周期における）目標値としての目標関節トルクTcmdを決定する加算演算手段６４ｄと、この目標関節トルクTcmdとトルク変換手段６４ａで求められた実関節トルクTactとの偏差Terr（＝Tcmd−Tact）を求める減算演算手段６４ｅと、該偏差Terrを“０”にする（TactをTcmdに一致させる）ために必要な電動モータ１５の指示電流値のフィードバック操作量Ifbを求めるフィードバック演算手段６４ｆと、右側脚リンク３の実際の総持上げ力負担分が脚リンク負担目標値になるようにするために要求される電動モータ１５の指示電流値のフィードフォワード操作量Iffを求めるフィードフォワード演算手段６４ｇと、フィードバック操作量Ifbとフィードフォワード操作量Iffとを加え合わせることで、最終的に指示電流値Icmdを決定する加算演算手段６４ｈとを備える。
【０１１３】
そして、右側指示電流決定手段６４は、まず、トルク変換手段６４ａ、基本目標トルク演算手段６４ｂ、および下腿補償トルク演算手段６４ｃの処理を次のように実行する。
【０１１４】
トルク変換手段６４ａには、右側動力伝達機構１０の連結ロッド１８のロッド伝達力の計測値Frodと、右側脚リンク３の膝角度の計測値θ1とが入力される。
【０１１５】
ここで、前記連結ロッド１８の長手方向（＝ロッド伝達力の方向）に直交する方向での、第３関節８の関節軸と、連結ロッド１８の枢着部１８ｂとの距離をｒとおくと、ロッド伝達力の計測値Ｆrodに、この距離ｒ（以下、有効半径長ｒという）を乗じてなる値が、前記実関節トルクTactとなる。そして、該有効半径長ｒは、右側脚リンク３の膝角度に応じて定まる。そこで、トルク変換手段６４ａは、入力された膝角度の計測値θ1から、あらかじめ設定された演算式もしくはデータテーブル（膝角度と有効半径長との関係を表す演算式またはデータテーブル）により有効半径長ｒを求める。そして、トルク変換部６４ａは、その求めた有効半径長ｒを、入力されたロッド伝達力の計測値Frodに乗じることによって、計測値Frodのロッド伝達力によって、第３関節８に付与される実関節トルクTactを求める。
【０１１６】
なお、このトルク変換手段６４ａの処理は、換言すれば、ロッド伝達力のベクトルと、連結ロッド１８の枢着部１８ｂの、第３関節８の関節軸に対する位置ベクトルとのベクトル積（外積）を算出する演算処理である。
【０１１７】
基本目標トルク演算手段６４ｂには、左右目標負担分決定手段６３により決定された右側の脚リンク負担目標値Fcmdと、右側脚リンク３の膝角度の計測値θ1とが入力される。そして、基本目標トルク演算手段６４ｂは、これらの入力値から、次のようにして基本目標トルクTcmd1を求める。この処理を、図１１を参照して以下に説明する。
【０１１８】
図１１を参照して、床側から第２関節６を介して脚リンク３に作用する支持力は、第２関節６からガイドレール１１の曲率中心４ａに向かう並進力と見なすことができ、この並進力の大きさの目標値が、前記脚リンク負担目標値Fcmdとなる。そして、この脚リンク負担目標値Fcmdの大きさの並進力（支持力）を床側から脚リンク３に作用させたと仮定した場合に、該並進力のベクトルによって第３関節８の関節軸のまわりに発生するモーメントに釣り合うトルクが、求めるべき前記基本目標トルクTcmd1である。
【０１１９】
ここで、図１１を参照して判るように、脚リンク負担目標値Fcmdと、基本目標トルクTcmd1との間には、次式（６）の関係が成立する。
【０１２０】
Ｔcmd1＝（Fcmd・sinθ2）・Ｌ２      ……（６）
この式（６）の右辺は、脚リンク負担目標値Fcmdの大きさの並進力（支持力）を床側から脚リンク３に作用させたと仮定した場合に、該並進力のベクトルによって第３関節８の関節軸のまわりに発生するモーメントの大きさを示している。
【０１２１】
そこで、基本目標トルク演算手段６４ｂは、この式（６）により、基本目標トルクTcmd1を求める。この場合、この式（６）の右辺の演算に必要なＬ２の値は、前記したようにあらかじめ図示しないメモリに記憶保持されている。また、角度θ2は、線分Ｓ１の長さＬ１と、線分Ｓ２の長さＬ２と、入力される右側脚リンク３の膝角度の計測値θ1とから前記式（４ａ），（４ｂ）に基づいて求められる。なお、線分Ｓ１の長さＬ１は、Ｌ２と同様にあらかじめ図示しないメモリに記憶保持されている。
【０１２２】
具体的には、Ｌ１，Ｌ２の値と、膝角度の計測値θ1とから前記式（４ｂ）により、Ｌ３を算出できる。そして、その算出したＬ３の値と、Ｌ１，Ｌ２の値とから前記式（４ａ）により、角度θ2を算出できる。
【０１２３】
以上が基本目標トルク演算手段６４ｂの処理である。
【０１２４】
下腿補償トルク演算手段６４ｃには、右側脚リンク３の膝角度の計測値θ1が入力される。そして、下腿補償トルク演算手段６４ｃは、入力された計測値θ1を使用して、次式（７）のモデル式の演算を行うことにより、下腿補償トルクTcorを算出する。
【０１２５】
Tcor＝A1・θ1＋A2・sgn（ω1）＋A3・ω1＋A4・β1＋A5・sin（θ1／２）……（７）
ここで、式（７）の右辺におけるω1は右側脚リンク３の膝角度の時間的変化率（微分値）としての膝角速度、β1は該膝角速度ω1の時間的変化率（微分値）としての膝角加速度、sgn（  ）は符号関数である。また、A1，A2，A3，A4，A5は、あらかじめ定められた値の係数である。
【０１２６】
式（７）の右辺の第１項は、右側脚リンク３を伸展方向に付勢するバネ（図示しない）によって、第３関節８に付与されるトルクの大きさの分だけ、脚リンク３の伸展方向の目標関節トルクTcmdを基本目標トルクTcmd1から減少させるための項である。また、右辺の第２項は、右側脚リンク３の第３関節８における大腿フレーム５と下腿フレーム７との間の摩擦力（動摩擦力）に起因して該第３関節８に発生する抵抗力に抗して第３関節８を駆動するために該第３関節８に付与すべきトルクを意味する。また、右辺の第３項は、右側脚リンク３の第３関節８における大腿フレーム５と下腿フレーム７との間の粘性抵抗、すなわち、膝角速度ω1に応じて粘性的な抵抗力に抗して第３関節８を駆動するために該第３関節８に付与すべきトルクを意味する。また、右辺の第４項は、膝角加速度β1に応じて発生する慣性力モーメント、より詳しくは、右側脚リンク３の第３関節８よりも足平装着部２側の部分（下腿フレーム７と第２関節６と足平装着部２とから構成される部分）の運動による慣性力に起因して第３関節８に発生する抵抗力のモーメントに抗して第３関節８を駆動するために該第３関節８に付与すべきトルクを意味する。また、右辺の第５項は、右側脚リンク３の第３関節８よりも足平装着部２側の部分（下腿フレーム７と第２関節６と足平装着部２とから構成される部分）に作用する重力に起因して第３関節８に発生する抵抗力のモーメントに抗して第３関節８を駆動するために該第３関節８に付与すべきトルクを意味する。
【０１２７】
なお、第５項における正弦関数sin（  ）を作用させるべき角度は、本来は、前記図１１の線分Ｓ２（第３関節８と第２関節６とを結ぶ線分）と鉛直方向（重力方向）とがなす角度である。本実施形態では、大腿フレーム５の長さと下腿フレーム７との長さとが概ね等しいため、線分Ｓ２と鉛直方向とがなす角度は、近似的に、膝角度計測処理手段６１で計測する脚リンク３の膝角度の１／２の角度となる。そこで、本実施形態では、第５項における正弦関数sin（  ）を作用させる角度を“θ1／２”とした。ただし、加速度センサや傾斜計などを運動補助装置Ａに搭載し、重力方向に対する下腿フレーム７の傾斜角度（線分Ｓ２の傾斜角度）を検出し得るようにした場合には、その傾斜角度を第５項における“θ1／２”の代わりに使用することが望ましい。
【０１２８】
下腿補償トルク演算手段６４ｃは、上記した式（７）の右辺の演算を行うために、その演算に必要な膝角速度ω1の値と、膝角加速度β1の値とを、右側膝角度計測処理手段６１から逐次入力される右側脚リンク３の膝角度の計測値θ1の時系列から逐次算出する。そして、下腿補償トルク演算部６４ｃは、入力された右側脚リンク３の膝角度の計測値θ1（今回値）と、算出した膝角速度ω1の値（今回値）および膝角加速度β1の値（今回値）と用いて、式（７）の右辺の演算を行うことによって、下腿補償トルクTcorを算出する。なお、“今回値”は、演算処理部５１の現在の制御処理周期で求めた値を意味する。
【０１２９】
補足すると、式（７）の演算に使用する各係数A1，A2，A3，A4，A5の値は、あらかじめ、式（７）の左辺の値（実測値）と右辺の値（演算値）との差の２乗値を最小化するような同定アルゴリズムによって実験的に同定され、図示しないメモリに記憶保持される。
【０１３０】
以上が下腿補償トルク演算手段６４ｃの処理である。このようにして下腿補償トルク演算手段６４ｃが求める下腿補償トルクTcorは、前記基本目標トルクTcmd1を補正するための付加的補正量としての意味を持つ。
【０１３１】
補足すると、式（７）のモデル式は、脚リンク３を伸展方向に付勢するバネを備えたものを前提とする式であるが、該バネを省略した場合には、式（７）の右辺の第１項は、不要である。また、式（７）の右辺の各項のうちの第２項は、他の項に比べて一般に比較的小さい値となるので、省略してもよい。また、式（７）の右辺の第３項、第４項、第５項のうち、他の項よりも比較的小さい値となる項を省略したモデル式によって、下腿補償トルクTcorを決定するようにしてもよい。例えば、右側脚リンク３の第３関節８よりも足平装着部２側の部分が十分に軽量である場合には、第４項と第５項の両方または一方を省略してもよい。
【０１３２】
右側指示電流決定手段６４は、以上の如くトルク変換手段６４ａ、基本目標トルク演算手段６４ｂ、および下腿補償トルク演算手段６４ｃの処理を実行した後、加算演算手段６４ｄの処理を実行する。この処理では、基本目標トルク演算手段６４ｂおよび下腿補償トルク演算手段６４ｃによりそれぞれ求められた基本目標トルクTcmd1と下腿補償トルクTcorとが加え合わされる。換言すれば、基本目標トルクTcmd1が下腿補償トルクTcorにより補正される。これにより、目標関節トルクTcmd（＝Tcmd1＋Tcor）が算出される。
【０１３３】
このようにして算出される目標関節トルクTcmdは、本発明における制御量目標値に相当するものである。該目標関節トルクTcmdは、換言すれば、着座部１から利用者Ｐに目標とする持上げ力を作用させる上で必要な第３関節８の駆動トルクの目標値である。
【０１３４】
右側指示電流決定手段６４は、さらに、減算演算手段６４ｅの処理を実行する。この処理では、加算演算手段６４ｄで求められた目標関節トルクTcmdから、トルク変換手段６４ａで求められた実関節トルクTactを減算することによって、TcmdとTactとの偏差Terr（＝Tcmd−Tact）が算出される。
【０１３５】
次いで、右側指示電流決定手段６４は、フィードバック演算手段６４ｆの処理を実行する。このとき、フィードバック演算手段６４ｆには、偏差Terrが入力される。そして、該フィードバック演算手段６４ｆは、入力された偏差Terrから所定のフィードバック制御則により、指示電流値Icmdのフィードバック成分としてのフィードバック操作量Ifbを算出する。該フィードバック制御則としては、例えばＰＤ則（比例・微分則）が使用される。この場合、上記偏差Terrに所定のゲインＫpを乗じたもの（比例項）と、偏差Terrに所定のゲインＫdを乗じたものの微分値（微分項）とを加え合わせることによりフィードバック操作量Ｉfbが算出される。なお、本実施形態では、電動モータの電流変化（出力トルクの変化）に対する着座部１の持上げ力の変化の感度が、脚リンク３の膝角度に応じて変化する。そこで、本実施形態では、フィードバック演算手段６４ｆには、偏差Terrに加えて、右側脚リンク３の膝角度の計測値θ1も入力される。そして、フィードバック演算手段６４ｆは、上記比例項および微分項の各ゲインＫp，Ｋｄの値を、右側脚リンク３の膝角度の計測値θ1に応じて、あらかじめ定められた図示しないデータテーブル（膝角度と各ゲインＫp，Ｋｄとの関係を示すデータテーブル）により可変的に設定する。
【０１３６】
一方、右側指示電流決定手段６４は、フィードバック演算手段６４ｆの処理と並行して、フィードフォワード演算手段６４ｇの処理を実行する。この場合、フィードフォワード演算手段６４ｇには、左右目標負担分決定手段６３により決定された右側の脚リンク負担目標値Fcmdと、右側脚リンク３の膝角度の計測値θ1とが入力される。
【０１３７】
そして、フィードフォワード演算手段６４ｇは、次式（８）で表されるモデル式により、電動モータ１５の指示電流値のフィードフォワード成分としてのフィードフォワード操作量Ｉffを算出する。
【０１３８】
Ｉff＝B1・Ｔcmd1＋B2・ω1＋B3・sgn（ω1）＋B4・β1＋B5・θ1    ……（８）
ここで、式（８）の右辺におけるＴcmd1は、前記基本目標トルク演算手段６４ｂにより求められる基本目標トルクTcmd1と同じである。また、ω1，β1は、前記式（７）に関して説明した通り、それぞれ膝角速度、膝角加速度である。また、B1，B2，B3，B4，B5は、あらかじめ定められた値の係数である。
【０１３９】
そして、式（８）の右辺の第１項は、基本目標トルクＴcmd1の駆動トルク、換言すれば、右側の脚リンク負担目標値Fcmdの支持力を床側から右側脚リンク３に作用させたと仮定した場合に、第３関節８の関節軸まわりに発生するモーメントに釣り合う駆動トルクを、右側脚リンク３の第３関節８に付与するために要求される電動モータ１５の通電電流の基本要求値を意味する。また、右辺の第２項は、右側脚リンク３の第３関節８における大腿フレーム５と下腿フレーム７との間の粘性抵抗、すなわち、膝角速度ω1に応じて発生する大腿フレーム５と下腿フレーム７との間の粘性的な抵抗力に抗する駆動トルクを第３関節８に付与するために要求される電動モータ１５の通電電流の成分を意味する。また、右辺の第３項は、右側脚リンク３の第３関節８における大腿フレーム５と下腿フレーム７との間の動摩擦力に抗する駆動トルクを第３関節８に付与するために要求される電動モータ１５の通電電流の成分を意味する。また、右辺の第４項は、膝角加速度β1に応じて発生する慣性力モーメントに抗する駆動トルクを第３関節８に付与するために要求される電動モータ１５の通電電流の成分を意味する。また、右辺の第５項は、右側脚リンク３を伸展方向に付勢するバネ（図示しない）によって第３関節８に付与されるトルクの大きさの分だけ、脚リンク３の伸展方向の駆動トルクを発生する電動モータ１５の通電電流を減少させるための項である。
【０１４０】
この場合、フィードフォワード演算手段６４ｇは、下腿補償トルク演算手段６４ｃの処理の場合と同様に、式（８）の右辺の演算に必要なω1およびβ1を、入力される右側脚リンク３の膝角度の計測値θ1の時系列から算出する。また、フィードフォワード演算手段６４ｇは、前記基本目標トルク演算手段６４ｂと同じ演算処理によって、入力される右側の脚リンク負担目標値Fcmdと膝角度の計測値θ1とから、式（８）の右辺の演算に必要な基本目標トルクＴcmd1を算出する。そして、フィードフォワード演算手段６４ｇは、入力された右側脚リンク３の膝角度の計測値θ1（今回値）と、算出した膝角速度ω1の値（今回値）と、膝角加速度β1の値（今回値）と、算出した基本目標トルクTcmd1の値（今回値）と用いて、式（８）の右辺の演算を行うことによって、フィードフォワード操作量Iffを算出する。
【０１４１】
補足すると、式（８）の演算に使用する各係数B1，B2，B3，B4，B5の値は、あらかじめ、式（８）の左辺の値（実測値）と右辺の値（演算値）との差の２乗値を最小化するような同定アルゴリズムによって実験的に同定され、図示しないメモリに記憶保持される。なお、式（８）のモデル式は、脚リンク３を伸展方向に付勢するバネを備えたものを前提とする式であるが、該バネを省略した場合には、式（８）の右辺の第５項は、不要である。また、式（８）の右辺の各項のうち、例えば第２項または第４項を省略したモデル式によって、フィードフォワード操作量Iffを決定するようにしてもよい。また、フィードフォワード演算手段６４ｇに、脚リンク負担目標値Fcmdを入力する代わりに、前記基本目標トルク演算手段６４ｂにより算出される基本目標トルクTcmd1を入力してもよい。この場合には、フィードフォワード演算手段６４ｇでTcmd1を算出する必要はない。
【０１４２】
指示電流決定手段６４は、以上のように、フィードバック演算手段６４ｆおよびフィードフォワード演算手段６４ｇの処理を実行した後、加算演算手段６４ｈの処理を実行する。この処理では、フィードバック演算手段６４ｆおよびフィードフォワード演算手段６４ｇでそれぞれ求められたフィードバック操作量Ifbとフィードフォワード操作量Iffとが加え合わされる。これにより右側電動モータ１５の指示電流値Icmdが算出される。
【０１４３】
以上が、右側指示電流決定手段６４Ｒの処理の詳細である。左側指示電流決定手段６４Ｌの処理も同様に行われる。
【０１４４】
演算処理部５１は、以上の如く各指示電流決定手段６４Ｒ，６４Ｌで決定した指示電流値Icmd_R，Icmd_Lを、それぞれ各電動モータ１５Ｒ，１５Ｌに対応するドライバ回路５２Ｒ，５２Ｌに出力する。このとき、各ドライバ回路５２は、与えられた指示電流値Icmdに従って各電動モータ１５に通電する。
【０１４５】
補足すると、本実施形態では、前記左右目標負担分決定手段６３と指示電流決定手段６４Ｒ，６４Ｌとによって、本発明における動力調整手段が実現されることとなる。
【０１４６】
以上説明した演算処理部５１の制御処理が、所定の制御処理周期で実行される。これにより、各脚リンク３の実関節トルクTactが、目標関節トルクTcmdに一致するように（収束するように）、各電動モータ１５の出力トルク、ひいては、各電動アクチュエータ９から各脚リンク３の第３関節８に付与する駆動トルクがフィードバック制御されることとなる。換言すれば、各脚リンク３に床側から作用する実際の支持力が、脚リンク負担目標値Ｆcmdに一致し、ひいては、両脚リンク負担目標値Ｆcmd_R，Ｆcmd_Lの総和が総持上げ力の目標値に一致するように電動アクチュエータ９Ｒ，９Ｌの動力が制御される。その結果、着座部１から利用者Ｐに目標とする持上げ力（総持上げ力の目標値から、運動補助装置Ａの重量を支える支持力を差し引いた持上げ力）が作用し、利用者Ｐの脚の負担が軽減されることとなる。
【０１４７】
この場合、総持上げ力の目標値は、前記したように、所定の上限値を超えないように制限されつつ、実平均消費電力を目標平均消費電力に近づけるように決定される。特に、実平均消費電力が目標平均消費電力よりも大きい場合、換言すれば、目標稼動時間の終了時点でのＳＯＣが下限値ＳＯＣminよりも小さくなると予測される場合には、総持上げ力の目標値は、実平均消費電力を目標平均消費電力に近づけるために、総持上げ力標準目標値に対して減少方向に修正される。この結果、電動モータ１５，１５の出力トルクは、目標稼動時間の終了時点より前に、バッテリ１９のＳＯＣが下限値ＳＯＣminよりも小さくなることが無いように制御されることとなる。ひいては、目標稼動時間内の運動補助装置Ａの動作途中で、バッテリ１９の残存エネルギーが枯渇して、電動アクチュエータ９，９を動作させることができなくなるような事態が生じるのを防止することができる。
【０１４８】
また、総持ち上げ力の目標値は、所定の上限値以下に制限される（ひいては、着座部１から利用者Ｐへの持上げ力が所定の上限値以下に制限される）ので、特に、実平均消費電力が目標平均消費電力よりも小さい場合に、総持上げ力の目標値が（ひいては着座部１から利用者Ｐへの持上げ力が）必要以上に過大になるのを防止することができる。そして、この場合、総持上げ力の目標値が上限値に強制的に制限される状況（前記総持上げ力の暫定目標値が上限値を超える場合）で、前記Ｓ１００３のフィードバック制御則の演算処理における積分項の更新が停止される。このため、実平均消費電力が目標平均消費電力よりも大きくなって、総持上げ力の目標値を減少方向に調整すべき状況となった場合に、速やかに、総持上げ力の目標値を減少させることができる。
【０１４９】
次に、本実施形態の変形態様をいくつか説明する。
【０１５０】
前記実施形態では、蓄電器としてのバッテリ１９の第１指標値として、ＳＯＣを用いたが、例えば、所謂ＤＯＤ（Depth of discharge。放電深度）、あるいは、開路電圧（バッテリ１９に電流が流れない状態での端子間電圧）を使用してもよい。また、蓄電器としてコンデンサを使用した場合には、該コンデンサの残存エネルギー量を示すものとしての残存電荷量は、該コンデンサの電圧に比例するので、該コンデンサの電圧値を第１指標値として使用してもよい。
【０１５１】
また、前記実施形態では、第２指標値として、バッテリ１９の実平均消費電力を用いたが、例えばＳＯＣ等の第１指標値の、単位時間当たりの平均変化量を第２指標値として使用してもよい。また、前記実施形態では、第２指標値としての実平均消費電力は、現在時刻（最新のＳＯＣの計測時点）から所定時間前までの期間における消費電力の平均値として求めたが、例えば、運動補助装置Ａの動作開始時（作業開始時）から現在時刻までの消費電力の平均値を、実平均消費電力（第２指標値）として求めるようにしてもよい。このようにした場合には、実平均消費電力の経時的な変動が抑制され、ひいては、総持上げ力の目標値の変動を抑制し、着座部１から利用者Ｐへの持上げ力（補助力）が変動するのを抑制することができる。
【０１５２】
さらに、例えば、ＳＯＣ計測処理手段６５で計測されたＳＯＣの時系列の変化パターンを監視し、その変化パターンに応じて電動アクチュエータ９の動力を調整するようにしてもよい。例えばＳＣＯの計測値の特徴的な変化パターン（例えば、ＳＯＣの計測値が急激に減少する等のパターン）が発生した場合に、電動アクチュエータ９の動力をどのように変化させるというような規則をあらかじめ設定しておき、その規則に基づいて電動アクチュエータ９の動力を調整するようにしてもよい。
【０１５３】
また、前記実施形態では、前記Ｓ１００３のフィードバック制御則の演算処理により求めた操作量（バッテリＦＢ補正量）により総持上げ力の暫定目標値を補正することで、前記総持上げ力の目標値を調整するようにしたが、例えば、前記復元支持力に関するバネ定数ｋ（前記式（５）のゲインｋ）を、前記Ｓ１００３のフィードバック制御則の演算処理により求めた操作量に応じて補正するようにしてもよい。この場合には、例えば前記Ｓ１００３のフィードバック制御則の演算処理により求めた操作量が負の値となる状況（実平均消費電力が目標平均消費電力よりも大きくなっている状況）で、上記バネ定数ｋの値を減少方向に修正するようにすればよい。このようにしても、目標稼動時間内の途中でバッテリ１９の残存エネルギー量が枯渇するのを防止することができる。
【０１５４】
また、前記実施形態では、指示電流決定手段６４の処理において、第３関節８の実関節トルクＴactを目標関節トルクTcmdに一致させるように電動モータ１５の出力トルクを制御したが、例えばロッド伝達力の目標値を決定するようにして、この目標値にロッド伝達力の計測値Frodを一致させるように電動モータ１５の出力トルクを制御してもよい。この場合には、前記した如く決定した目標関節トルクTcmdを、トルク変換手段６４ａと逆の処理（Tcmdを前記有効半径長ｒにより除算する処理）によって、ロッド伝達力の目標値を決定するようにすればよい。
【０１５５】
あるいは、例えば各脚リンク３と第２関節６との間に介装した力センサを用いて、床側から脚リンク３に実際に作用する支持力を計測し、その計測値を前記脚リンク負担目標値Ｆcmdに一致させるように電動アクチュエータ９の動力を制御するようにしてもよい。
【０１５６】
また、第３関節８における摩擦力や慣性力モーメントなどが十分に微小なものとなる場合には、下腿補償トルク演算手段６４ｃを省略してもよい。この場合には、前記基本目標トルクTcmd1をそのまま目標関節トルクTcmdとして使用すればよい。
【０１５７】
また、動力伝達機構１０は、駆動クランクアーム１６、従動クランクアーム１７及び連結ロッド１８により構成したが、例えば、電動アクチュエータ９（回転アクチュエータ）の動力をボールネジ機構を介して連結ロッド１８に伝達し、これを従動クランクアーム１７を介して第３関節８に付与するようにしてもよい。あるいは、電動アクチュエータ９の動力をワイヤを介して第３関節８に伝達するようにしてもよい。さらには、電動アクチュエータ９を第３関節８の関節軸と同軸心に備え、該電動アクチュエータ９の動力を直接的に第３関節８に付与するようにしてもよい。
【０１５８】
また、前記実施形態では、第１関節４を円弧状のガイドレール１１を有するものに構成して、各脚リンク３の前後方向の揺動支点としてのガイドレール１１の曲率中心４ａが着座部１の上方に位置するようにしたが、例えば脚リンク３の上端部を着座部１の側部や下部で横方向（左右方向）の軸で軸支する単純な関節構造で第１関節４を構成してもよい。
【０１５９】
また、片方の脚が骨折等で不自由な利用者の歩行を補助することを目的とするような運動補助装置では、前記実施形態の左右の脚リンク３，３のうち、利用者の不自由な脚側の脚リンクのみを残して、他方の脚リンクを省略するようにしてもよい。
【０１６０】
また、前記実施形態では、利用者Ｐの体幹部に上向きの並進力を補助力として付与するようにした運動補助装置Ａを例にとって説明したが、本発明の運動補助装置は、これに限定されるものではない。例えば、利用者Ｐの各脚の股関節、膝関節及び足首関節の少なくともいずれかの関節に補助力となるモーメントを付与する運動補助装置や、利用者Ｐの腕にその運動を補助する補助力（並進力もしくはモーメント）を付与する運動補助装置についても本発明を適用できる。さらに、それらの運動補助装置に備える電動アクチュエータは、回転型のものに限らず、直動型のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】本発明の一実施形態の運動補助装置の斜視図。
【図２】実施形態の運動補助装置の側面図。
【図３】実施形態の運動補助装置の正面図。
【図４】実施形態の運動補助装置の大腿フレームの切断側面図。
【図５】実施形態の運動補助装置に備えたコントローラのハード構成の概略を示すブロック図。
【図６】図５のコントローラの演算処理部の処理機能を示すブロック図。
【図７】図６に示す左右目標負担分決定手段の処理を示すブロック図。
【図８】図７のＳ１００の処理を示すブロック図。
【図９】図７のＳ１００の処理を説明するためのグラフ。
【図１０】図７のＳ１０１の処理を示すフローチャート。
【図１１】実施形態の運動補助装置の脚リンクの要部構成を模式化して示す図。
【図１２】図６に示す指示電流決定手段の処理機能を示すブロック図。
【符号の説明】
【０１６２】
Ａ…歩行補助装置、Ｐ…利用者、１…着座部（補助力伝達部）、９…電動アクチュエータ、１９…バッテリ（蓄電器）、６３…左右目標負担分決定手段（動力調整手段）、６４…指示電流決定手段（動力調整手段）、６５…ＳＯＣ計測処理手段（第１指標値計測手段）、Ｓ１００１…第２指標値算出手段、Ｓ１００２…目標第２指標値決定手段、Ｓ１００３…動力調整操作量決定手段。
【図１】
2010124934.tif 000003
【図２】
2010124934.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010124934.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010124934.tif 000011
【図１０】
2010124934.tif 000012
【図１１】
2010124934.tif 000013
【図１２】
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